книги из ГПНТБ / Лакур К.В. Виброустойчивые резцы

В итоге получились текстовые записи, в которых вибра­ ции оценивались как сильные, средние, слабые и очень -слабые. Такие понятия оказались весьма неточными и от них пришлось отказаться. Когда же применили изме­ рительный прибор, то результаты стали вполне объ­ ективными; там, где по силе звука не замечалось раз-

Рис. 1. Схема установки при измерении вибрационной волны.

ницы в интенсивности вибраций, по прибору определя­ лась значительная разница.

При определении интенсивности вибраций по высоте вибрационной волны после накопления некоторого опыта работы по прибору можно было предугадывать результат очередного измерения, и если наблюдались некоторые отклонения от предполагаемых результатов, то опыт повторялся для проверки. По окончании опы­ тов нам понадобилась фотография образца со следами вибраций. Образец был изготовлен по заказу. Для этого по записям находили требуемую интенсивность вибра­ ций и после установки соответствующих режимов реза­

10

ния получали на новом образце волну, точно соответ­ ствующую записям.

В качестве основной геометрии резцов для растачи­

угол наклона главной режущей кромки для резцов по ГОСТ 6743-53 %— 4° и для других резцов %= 0°; радиус закругления вершины резца для резца НРК г = 0,5 мм и для других резцов г = 1 мм.

При проведении исследований в первой серии опы­ тов изменялись только скорость резания и глубина резания.

Подача была принята постоянной s = 0,16 мм/об. Вылет резца составлял пять его диаметров. Для резцов

со стержнями квадратного сечения 20 X 20 мм.

При обработке стали применялись резцы с пластин­ ками твердого сплава марки Т5КЮ, а при обработке чугуна — с пластинками марки ВК8. Заточка произво­ дилась кругами из зеленого карбида кремния твер­ достью М2 и зернистостью 80. Заточенные поверхности доводились на чугунном диске пастой карбида бора.

Для сравнительных испытаний были использованы резцы шести конструкций (табл. 1).

Следует отметить, что на резцах по ГОСТ 6743-53 предусматриваются пластинки твердого сплава малых размеров, которые совершенно непригодны при точении с глубиной резания более 3 мм. Чтобы создать резцы,

•способные выдержать глубину резания до 5 мм, и иметь возможность переточек, мы использовали пластинки более крупных размеров. Такие же пластинки из одной и той же партии были напаяны на резцах НРК. Это

11

12

позволило создать наиболее одинаковые условия при проведении опытов по исследованию виброустойчивости разных резцов. Чертежи на резцы конструкции В. К. Семинского были получены от автора; они несколько отли­ чаются от резцов, предложенных им ранее, и потому в табл. 1 обозначены как вариант 1960 г.

РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ

Анализ данных, приведенных на рис. 2 и 3, показы­ вает, что резцы НРК оказываются наиболее виброустойчивыми. Вибрации этих резцов незначительны, а с увеличением скорости резания вообще прекраща­ ются. При работе же резцами других конструкций интенсивность вибраций находится в прямой зависи­ мости от высоты расположения режущей кромки и с увеличением скорости резания возрастает тем интен­ сивнее, чем выше расположена режущая кромка. При определенных скоростях резания, обозначенных на рис. 2, 3 и 4 знаком *, наблюдается выкрашивание режу­ щей кромки.

Чтобы доказать безусловность влияния на интенсив­ ность вибраций расположения режущей кромки, был проведен такой дополнительный опыт. Головки резцов конструкции Семинского, резцов по ГОСТ 6743-53 и по нормали МН 615-60 были отогнуты на прессе таким образом, чтобы режущая кромка этих резцов располо­

13

мкм

Вы сот а виброволны

Рис. 3. Зависимость интенсивности вибраций от скорости резания при f = 60°.

14

дают такой же высокой виброустойчивостью, как и резцы НРК.

Зависимости, отраженные графиками на рис. 2 и 3,. получены при обработке вязкой стали. При резании чугуна наблюдается примерно такой же характер зави­ симостей. В этом случае, однако, наблюдалась нечетко выраженная волнистость при растачивании резцами по ГОСТ 6743-53 со скоростью резания v < 60 м/мин и при растачивании резцами НРК. со скоростью резания у < 80 м/мин.

Представляют интерес результаты проведенных нами исследований зависимости высоты виброволны от ско­ рости резания при разных значениях вылета резца. Как видно из графика (рис. 4,а), при растачивании резцами по ГОСТ 6743-53 вибрации резко увеличиваются с уве­ личением скорости резания. Исключение составляет слу­ чай обработки резцом, вылет которого равен или меньше трех его диаметров. При этом оказывается возможной обработка со скоростью резания, равной 100— 120 м/мин.

При обработке резцами НРК (рис. 4, б) во всех слу­ чаях высота виброволны не превышает 20 мкм, что практически делает такой процесс растачивания вполне приемлемым и не приводит к заметному снижению стойкости резца. При уменьшении же длины вылета до трех диаметров резца вибрации не появляются вообще.

Существенным оказывается характерное явление, выраженное в том, что при вылете резца НРК до пяти его диаметров при глубине резания t = 3 и 5 мм высота виброволны практически одинакова и потому становится возможной обработка с большими (в определенных пре­ делах) глубинами резания без заметного увеличения интенсивности вибраций.

Необходимо отметить, что рассмотренные зависи-

15-

мости получены при обработке стали марки 45. Оче­ видно, что при растачивании более мягких материалов

13

5

Рис. 4. Зависимость интенсивности вибраций от скорости резания при разных вылетах резца:

а — для резца по ГОСТ 6743-53 (0 20 ям; ф = 90°; s = 0,16 мя\об); б — для резца НРК (0 20 ям; <р — 90"; s = 0,16 ям!об).

резцами по ГОСТ 6743-53 допустимы и более высокие скорости резания. При обработке труднообрабатываемых материалов могут возникнуть ограничения по скорости

16

ций. Важнейшее значение имеет расположение режу­ щей кромки относительно нейтральной оси стержня.

Попутно следует указать на весьма существенное обстоятельство. Располагая режущую кромку на уровне

а)

Рис. 5. Зависимость интенсивности вибраций от

а — при изменении скорости резания; б — при постоянном

18

нейтральной оси стержня, можно получить и значитель­ ное увеличение жесткости. Резец НРК, как это видно из рис. 6, б, более благоприятно располагается в отвер­ стии и в связи с этим площадь его сечения по сравне­ нию с обычным резцом может быть взята в 3 раза боль­ шей. Жесткость при этом увеличивается почти в 6 раз.

Зависимость виброустойчивости от угла в плане отражена на рис. 7. Здесь испытывались два резца: резец по ГОСТ и резец НРК диаметром 16 мм при вы­ лете I = 80 мм с разными главными углами в плане.

высоты расположения режущей кромки Л0:

значении скорости резания v *= 100 mIm uh.